知识目标：
1、能描述测电笔各零部件的结构特点及特征类型。
2、能说出装配的工作流程和三种装配方式。
3、能说明组件添加、装配约束和爆炸视图的功能和操作步骤。
技能目标：
1、能根据测电笔图纸和实物准确分析产品结构特征。
2、能使用拉伸、旋转、阵列特征等特征工具完成测电笔各零部件的创建。
3、能使用组件添加及装配约束完成测电笔的整体装配。
4、能使用编辑爆炸及追踪线工具完成测电笔爆炸图的创建。
思政目标：
1、能根据工作任务要求进行任务分析，养成细致分析的职业习惯。
2、能坚持独立完成测电笔的三维设计任务，树立吃苦耐劳的劳动精神。
3、能阅读交流测电笔设计与制造流程的相关素材，感悟精益求精的工匠精神。
任务背景：
测电笔，又称电压检测笔或电压试针，是一种用于检测电路中电压存在的便携式工具。它在电气工程领域具有广泛的应用，对于电工、电子工程师和电子爱好者来说，它是一种不可或缺的实用工具。测电笔的发展历史可以追溯到19世纪末，早期的测电笔设计非常简单，主要是由一个金属探头和一个绝缘手柄组成。随着技术的进步，测电笔的设计和功能也得到了不断的改进和完善。
1、测电笔功能和类型
测电笔的主要功能是检测电路中的电压，判断电路是否通电以及测量电压值。它可以帮助我们快速找到电路中的故障点，提高维修效率。此外，测电笔还可以用于判断电线的正负极性，为电路安装和调试提供便利
根据功能和设计，测电笔可以分为以下几种类型：
普通测电笔：这是最常见的测电笔类型，主要用于检测交流电压。它的特点是结构简单，价格便宜，但只能检测交流电。
数字测电笔：数字测电笔可以显示测量到的电压值，具有较高的精度。它不仅可以检测交流电压，还可以检测直流电压，适用于各种电路检测需求。
非接触式测电笔：这种测电笔可以在不接触电路的情况下检测电压，提高了安全性。它通过感应电磁场来测量电压，适用于高压电路的检测。
多用途测电笔：这种测电笔集成了多种功能，如电压检测、电流检测、电阻测量等。它适用于复杂的电路检测和维护工作。
图1 测电笔类型及功能
2、测电笔的零部件功能结构
可触摸金属端：金属接触端是测电笔的核心部件，通过人体与电路接触并检测电压。探头通常由导电性能良好的金属材料制成，如铜或铝。
绝缘手柄：绝缘手柄用于保护使用者免受电击。它通常由绝缘性能优良的塑料或橡胶材料制成，确保使用者在操作过程中的安全。
指示器：指示器用于显示测电笔的工作状态。在普通测电笔中，通常采用氖管作为指示器。当测电笔检测到电压时，氖管会亮起。数字测电笔则采用液晶显示屏（LCD）显示测量到的电压值。
接触端：用于直接接触带电部分，如电源插头金属片、压线螺丝、金属导线等，常用钢材制作成一字或米字批头，方便锁紧螺丝。
图2 低压测电笔部件
引导问题1：
通过对任务背景及任务书的分析，你认为该产品有哪些零部件？每个零部件结构特征及相互之间的几何约束关系是什么？
引导问题2：
请拆解测电笔实物，或者结合测电笔爆炸图，判断测电笔各零部件的特征对应的建模工具是什么？各部件的装配顺序是什么？（可以用思维导图进行分析）
根据以上分析，你认为该产品的三维建模需要哪些步骤？请把你的计划写出来。
在做完计划之后，请严格执行工作计划，主动完成任务。在任务实施过程中，做好每个步骤的记录可以随时检查出现的问题，请根据你的实施过程填写下表。
在学习过程中可先按照工作过程的示范性操作进行训练，也可在操作过程中根据自己的具体情况参考关键步骤的做法。
表2 任务操作流程示范
知识点1:装配流程及操作
常见实体装配流程类似乐高玩具拼装，先明确装配部件清单，然后根据部件之间的几何位置关系，两两进行配对组合，装配顺序有严格的要求，否在可能无法装配。而由于三维软件是数字化的虚拟空间，我们可以根据需要选择装配顺序，充分利用装配工具，提高装配的效率，并且通过装配爆炸图增强产品视觉效果。
NX的装配流程是：创建装配空间（新建装配文件）→添加组件 
或新建组件）→添加约束
→编辑组件→制作装配爆炸图
。
知识点2:装配主要操作
（1）添加组件
添加组件的基本步骤为：选择要装配的部件（可以是单个、多个、或子装配体）→指定组件初始放置位置→确定放置类型（移动或添加约束）→预览并确定。
图3 添加组件操作步骤
知识提点：1、默认装配列表是当前已打开的文件，可以之间点选列表中的零部件进行添加，如果列表没有需要的部件，则需要通过打开文件
，找到零件所在位置，后进行添加，另外，对于多个同样的部件可以在数量栏中输入零件数量。2、放置方式可根据需要选择移动或约束，如果零件较少或约束简单，可直接进行约束。
（2）添加约束
零部件之间的装配主要通过几何约束关系确定相互之间的位置关系，例如本项目中电笔手柄和螺丝柄轴线重合的关系（图4）。NX提供的装配约束工具可定义组件在装配中的位置，用户可指定具体约束类型进行装配。
图4 手柄和螺丝柄轴线对齐约束
NX常用的约束类型如下：
1) 接触对齐
接触对齐是最为常用的约束类型，可用于重合、相切等选择“接触对齐”后，“方位”面板出现“首选接触”、“接触”、“对齐”和“自动判断中心轴”。
:此选项为默认选项选择该选项时两个组件共面且法线方向相反。
:选择该方式时，指定的两个相配合的对象会接触 (贴合)在一起。对于平面，两个平面贴合且默认法向相反用户可以单击“反向”
进行设置。对于圆柱面，两个圆柱面以相切的形式接触。
:选择该方式时，指定的两个对象，包括两个面或两条边会对齐，对于平面两个平面共面且法向相同。
:选择两个圆柱面，可以实现两个圆柱面的中心线对齐。
2) 同心约束
同心约束可约束两个组件的圆形边或椭圆形边，以使中心重合，并使边的平面共面。
3) 距离约束
用于指定两个对象间的最小距离。距离可以是正值也可以是负值。
4） 固定约束
固定约束将组件固定在其当前位置。当要确保组件停留在适当位置且根据它约束其他组件时，此约束常用于装配体的基准部件。
5) 平行约束
用于约束两个对象的方向矢量彼此平行。
6) 垂直约束
用于约束两个对象的方向矢量彼此垂直。
7) 中心约束
用于约束两个对象的中心，使其中心对齐。当选择“中心约束”时，中心对象菜单被激活，其选项有以下几种。
a）“1对2”:将相配组件中的一个对象定位到基础组件中两个对象的中心上，当选择该项时，允许在基础组件上选择第二个对象。
b）“2对1”:将相配组件中的两个对象定位到基础组件中一个对象上，并与其对称。选择该选项时，允许在相配组件上选择第二个配对对象。
c）“2对2”:将相配组件中的两个对象定位到基础组件中两个对象处并成对称布置。
8) 角度约束
用于在两个对象间定义角度，确定相配组件的正确方位。角度约束可以在两个具有方向矢量的对象间产生，角度是两个方向矢量的夹角,逆时针方向为正。角度约束有两种类型:平面角度和三维角度，平面角度约束需要一根转轴，两个对象的方向矢量与其垂直。
知识提点：
1、约束添加可连续进行操作，当结束完成再单击确定退出装配约束窗口。
2、当创建某个约束关系时，部件之间相互遮挡，不利于约束对象的选择，可利用移动组件移动部件，直至约束对象方便被选中位置。
知识点3：装配爆炸视图及操作
当完成产品的整体装配后，用户常无法直观看清该产品所组成的零部件数量及装配关系，特别是有内部装配的产品。三维软件利用其数字化模型的优势，可将各部件拆分开来，又可通过指引线，指明零部件之间的装配关系，最终输出高质量的视图。
NX的爆炸图工具可创建一个视图，在该视图中，选中的部件或子装配相互分离开来，以便用于图纸或图解，如下图所示。此命令以可见形式在爆炸图中对组件进行变换，并且不会更改组件的实际装配位置，如图5所示。
图5 爆炸图
注意：装配爆炸图是一种产品部件分解的状态视图，并非零件原有装配关系的去除，因此可以随时切换回装配完成的状态。
NX的装配爆炸视图创建流程是：新建爆炸
→组件分离（可通过自动爆炸
或编辑爆炸
，常用后者）→添加追踪线
→完成装配爆炸图。
（1）新建爆炸：设置爆炸视图名称，默认Explosion+序号。用户可通过爆炸视图下拉选框切换无爆炸视图（原有装配状态）或其他爆炸视图。
图6 新建爆炸及视图切换
（2）编辑爆炸
：使用编辑爆炸图命令可重定位爆炸图中选定的一个或多个组件。主要操作步骤是：激活编辑爆炸
à选中部件对象à调整部件位置à确定。
图7 编辑爆炸
注意：编辑爆炸在调整时可通过动态坐标系进行X\Y\Z三个轴向的线性移动或旋转，也可用鼠标左键按住对象拖动到所需位置。
（3）添加追踪线：追踪线工具可用于创建一些线条来描绘爆炸组件在装配或拆卸过程中遵循的路径，其操作步骤为：激活追踪线选中起→始点对象→选中起终止点对象→调整追踪线形状（可通过备选解
切换可能的追踪线形状）→确定。
图8 追踪线操作
知识点4 装配方法
在工业产品设计中，常有三种创建装配体的方法，即自底向上装配、自顶向下装配和混合装配。
（1）自顶向下装配：
自顶向下是指先创建总装配，然后逐步向下添加零部件和子装配的过程。这种方法适合产品中某些缺失具体尺寸的零部件，可以利用已装配零部件创建缺失的部件，最后完成整体装配。
（2）自底向上装配：
是指先创建零部件几何模型，再组合成子装配，最后生成装配体的装配方法。这种方法可以确保装配的准确性和稳定性，同时也能提高生产效率。
（3）混合装配：
混合装配是自底向上和自顶向下装配的结合，往往是先创建了几个主要部件模型，然后装配起来，再在装配环境下创建所需的其他部件。这种装配方式可以帮助工程师更好地进行设计和分析，提高工作效率。
“一份耕耘、一分收获！”，相信你在前面的工作实施中付出的诸多努力，会带来丰富的收获，当然你也遇到了许多考验，请你根据下面的任务报告书呈现你的工作成果，并对工作过程中困扰你的问题（如：产品分析问题、特征操作错误等）进行总结，为下次更好的完成任务做好准备。
专业技能、职业素养和思政素质是一个人职业生涯成败的关键因素，本次工作任务的评价按照学习任务综合评价表的内容进行，请你按照表中的评价条目及标准客观地完成对自己和其他同学的任务评价。
“评价不是为了证明,而是为了改进”，希望你能通过评价发现自己的优劣势，在以后的工作中不断改进，成为“更好的自己”。
任务总结：
阵列特征
本次建模任务的产品对象为测电笔，其外形结构基本都为板式结构，要先创建其主要特征，再创建其他特征。
你的经验总结(可在下面增加你的总结内容)
拓展任务：
“学无止境，挑战自我”，请根据本次所学知识和技能，完成以下拓展任务。
本项目的电笔结构设计，来源于我们常用的自动笔，相信大家已经非常熟悉这些笔的功能与结构，请结合本次任务的经验，参照下面提供的自动笔产品资料（鼓励自选一款自动笔），自测尺寸，制定工作计划，完成自动笔各零部件三维建模、组件装配和渲染，外型可参考下图中的产品样式和规格标准，并提交设计资料（包括三维模型、装配体、渲染效果图、设计说明等）。
